
核磁共振成像能显示脑肿瘤在哪里、有多大。但它能说明这种癌症有多危险、治疗是否会奏效吗?贾科莫·安尼奥(Giacomo Annio)用振动来检测肿瘤:一台手机大小的设备贴在头部,就能显示组织是硬还是软。结果出人意料,因为最具侵袭性的胶质母细胞瘤比周围组织更柔软——而这个故事讲的正是向更深处看,所以读完之后,你可以测一测自己是不是以貌取人。
核磁共振成像能显示脑肿瘤有多大、确切位于何处。但对医生往往最需要的东西,它帮助较小:肿瘤的生物学特性,而正是这些特性决定治疗是否会奏效。图像告诉你在哪里和有多大,却很少说明这是哪一类肿瘤。
玛丽·居里行动(Marie Skłodowska-Curie Actions)计划的研究员贾科莫·安尼奥决心填补这一空白。在GLIOBID项目中,他研究了胶质母细胞瘤,这是脑肿瘤中侵袭性最强的一类。他使用的工具是磁共振弹性成像。这个为期三年的项目由奥斯陆大学医院(Oslo University Hospital)牵头协调,临床数据即来自那里。临床前研究在斯坦福大学进行。
这个想法很简单:不只是观察肿瘤,而是弄清它摸起来是什么样。“弹性成像测量[肿瘤]组织有多硬或多软,”安尼奥解释说。正如他所补充的,正是这些特性提供了线索,说明肿瘤如何表现、是否抵抗治疗,以及是否浸润周围组织。
这位研究人员表示,这种方法让医生能从全新的角度审视肿瘤,并以普通图像无法做到的方式分析其物理特性。
设备本身一点也不像庞大的机器。弹性成像设备只有手机大小。医生把它贴在患者头部,它通过振动送入大脑的波由核磁共振扫描仪显示出来。
这一设计由美国公司Quality Electrodynamics开发,德国西门子(Siemens)则将其用在自己的扫描仪上进行商业化。这一方案已开始出现在首批医院里。但这并不意味着一切已经就绪。“让它适用于脑肿瘤是一项特殊的挑战,”安尼奥承认。
GLIOBID并非凭空出现。它建立在两个早期项目的基础上:开发了弹性成像的FORCE,以及将其用于脑肿瘤的ImPRESS。安尼奥参与了这两个团队。
这位研究人员在研究员资助期的头两年里,就职于斯坦福大学放射学系的分子成像项目。在那里,他利用3D打印和定制电子元件造出了自己的弹性成像设备,这是斯坦福首台此类设备。它被安装在核磁共振扫描仪上,用于研究小鼠的脑肿瘤。
在斯坦福的工作有一项重要成果:专利。团队为一种诊疗一体化药剂申请了专利,这种分子集治疗与诊断于一身,在核磁共振上可见。“这种分子会释放一种成分,改变肿瘤的力学特性,让血管恰好在肿瘤部位打开,”安尼奥描述道。血管变宽,意味着更多治疗药物能到达肿瘤。
弹性成像还让人得以追踪组织中发生的变化。“借助弹性成像,我们能看到肿瘤的力学特性如何影响治疗的递送,”这位研究人员说。在他看来,这是首次:“以前没有人做过这件事。”
目前的结果涉及动物,但很好地显示了方向。简而言之:
治疗的有效性迄今只在小鼠身上得到证明。这仍属于临床前阶段。
工作的第二部分依靠人体数据。奥斯陆大学医院的一项临床研究纳入了200名胶质母细胞瘤患者。结果表明,胶质母细胞瘤打破了常规。“大多数癌症比周围组织更硬,而脑胶质母细胞瘤更软,”安尼奥说。
这位研究人员认为,在判断肿瘤的侵袭性时,它的黏度(他称之为“可挤压性”)可能比硬度更重要。换句话说:重要的不仅是肿瘤硬不硬,还有它有多容易被挤压。
弹性成像还能让人看清肿瘤内部的血管,并让医生追踪脑内不断升高的压力。生长中的肿瘤挤压自己的血管,在这个拥挤的空间里,血管无法正常输送血液、氧气、营养物质或治疗药物。
这种方法还被推广到脑膜瘤,它是较常见的脑肿瘤之一。奥斯陆大学医院物理与计算放射学系主任、项目协调人基尔·埃格·恩布勒姆(Kyrre Eeg Emblem)指出了这项工作的实用一面。正如他所解释的,“对物理力的评估使神经外科医生能够规划手术”,方法是评估肿瘤切除起来是容易还是困难。
普通的核磁共振成像显示脑肿瘤的形状和位置,而弹性成像则补充了其物理特性的信息。在GLIOBID项目中,胶质母细胞瘤被发现比周围组织更柔软,而关键可能在于它们的可挤压性。在小鼠身上,弹性成像与获得专利的诊疗一体化分子相结合,缩小了病灶并提高了存活率。治疗结果迄今只涉及动物,但方向很明确:根据肿瘤摸起来的样子来量身定制治疗。
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